熱能工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）空氣加熱器的性能測(cè)試及研究

1、河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 城 市 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系： 能源與環(huán)境工程 專 業(yè)： 熱能工程 題 目： 空氣加熱器的性能測(cè)試及研究 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2008年 6 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要摘要 本文對(duì)一種空氣加熱器的性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。對(duì)不同空氣流速，加熱功率下的工況進(jìn)行了基本的研究。試驗(yàn)的結(jié)果表明：空氣加熱器加入多空介質(zhì)后，空氣側(cè)的換熱效率明顯提高，但與此同時(shí)流動(dòng)阻力也增加很快；流速的增加對(duì)換熱效率的影響是最明顯的，隨著流速增加，每種工況下?lián)Q熱效率都提高很多；功率增加，提高了出口溫度，但是并沒有提高換熱效率，熱輻射引起的損失較大。對(duì)于流速較大的試

2、驗(yàn)工況，試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間較短。光管穩(wěn)定時(shí)間與添加了多孔介質(zhì)之后加熱段的穩(wěn)定時(shí)間相差較大，最大的可達(dá)30分鐘左右。對(duì)同一流速，隨著溫度的升高，壓降升高，說(shuō)明流動(dòng)阻力增大?？赡苁窃诩訜徇^(guò)程中，空氣膨脹，使管中的氣流增大，造成流動(dòng)阻力的增大。在流速較小0.15m/s時(shí)通常只有20pa左右的變化；而在流速較大0.25m/s時(shí)，壓力的變化為60pa左右。雖然流速只相差0.1m/s。由于本人能力、試驗(yàn)條件和時(shí)間的限制等多方面的原因，論文在很多方面存在不足，有待于更加深入的研究。關(guān)鍵詞 空氣加熱器 多孔介質(zhì) 對(duì)流換熱 溫升速率 穩(wěn)定時(shí)間 換熱效率畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要title the performa

3、nce test and research of a air heater abstractthis article has conducted the experimental study to the performance of one air heater . we has conducted the basic research on the operating mode of the different velocity of flow, and thermal rating. the result of the test shows :when we put the cellul

4、ar ceramics in to de air heater , thermal efficiency of the air side raise obviously, and flow resistance increase quickly too； the influence on changing thermal efficiency of increase of the velocity of flow is the most obvious, as the velocity of flow increases, thermal efficiency change and the h

5、eat transfer efficiency of each kind of operating mode improve much more ； the power increases, has improved temperature of exports , but has not improved the heat transfer efficiency , the losses caused in heat radiation are relatively great. as to the experimental operating mode of larger velocity

6、 of flow, steady time of the text is relatively short. the steady time of with the porous media is a large difference form the operating mode of without the porous media, the biggest one can be up to about 30 minutes.to the same velocity of flow, with the rising of temperature, press also rise, for

7、flow resistance increase. it may be in the course of heating, the air swells , make the air current while managing increase, and cause flow resistance increase . usually there are only about 20pa of changes in the velocity of flow smaller 0.15m/s； in the velocity of flow bigger 0.25m/s, the change o

8、f the pressure, for about 60pa. though the velocity of flow is only difference 0.1m/s.because of my own ability、test conditions and time, and many other reasons , the paper has the insufficiency in many aspects , and it need to be more in-depth research.keywords ： air heater ；cellular ceramics； conv

9、ection heat transfer； speed of rising of temperature； steady time；heat transfer efficiency目 次 1 引言61.1 課題研究背景61.1.1 世界能源概況61.1.2 我國(guó)能源概況61.1.3 能源對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響61.2 課題研究現(xiàn)狀71.3 多孔介質(zhì)簡(jiǎn)介81.4 多孔介質(zhì)傳熱特性及研究現(xiàn)狀 101.5 本課題研究任務(wù) 121.5.1 需要研究的問題 121.5.2 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法 122 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建132.1 加熱器的設(shè)計(jì) 132.2 試驗(yàn)設(shè)備的選型及要求 142.3 試驗(yàn)臺(tái)的搭建153 試驗(yàn)部

10、分 173.1 試驗(yàn)所涉及到的數(shù)據(jù) 173.2 試驗(yàn)過(guò)程 183.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表 184 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 234.1 泡沫陶瓷對(duì)空氣加熱器性能的影響 234.2 空氣加熱器的效率計(jì)算 254.3 穩(wěn)定時(shí)間分析 274.4 升溫速率分析 284.5 壓差分析 294.6 試驗(yàn)不足及進(jìn)一步設(shè)想 29結(jié)論 31致謝 32參考文獻(xiàn) 331 引言11 課題研究背景1.1.1 世界能源概況能源是人類賴以生存和發(fā)展的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)今能源問題已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。自上世紀(jì)以來(lái)，隨著能源科學(xué)的發(fā)展，人們已掌握了越來(lái)越多的能源技術(shù)。其中有許多能源技術(shù)可以起到相同的目的并可以相互進(jìn)行替代。世界的能源構(gòu)成

11、有一個(gè)發(fā)展過(guò)程。自英國(guó)的產(chǎn)業(yè)革命后，世界能源結(jié)構(gòu)從木炭轉(zhuǎn)向煤炭。從上世紀(jì)20年代開始，石油和天然氣在世界能源構(gòu)成中的比重漸漸增加。現(xiàn)在世界能源消費(fèi)近60依賴石油和天然氣。1.1.2 我國(guó)能源概況中國(guó)現(xiàn)今還是以煤炭為主力能源，不會(huì)出現(xiàn)能源以油、氣為主的時(shí)代，我國(guó)一直以來(lái)并在可以預(yù)見的將倆都將以煤炭為主要能源。但是，我國(guó)的煤炭資源不是取之不盡的，根據(jù)現(xiàn)在我國(guó)的煤炭需求量和已探知的煤炭?jī)?chǔ)量，最多再支持30年。不光是煤炭，其他資源也是一樣。在假設(shè)資源不會(huì)被耗盡的前提下，到2050年，人類的數(shù)量可能達(dá)到90億。平均每年需要的自然資源要兩個(gè)地球才能滿足。因此，世界能源在如此嚴(yán)峻的形式下，能源結(jié)構(gòu)需要一次大

12、的轉(zhuǎn)變，即從油、氣為主向以再生能源為基礎(chǔ)的持久、穩(wěn)定的能源系統(tǒng)方向發(fā)展。這個(gè)轉(zhuǎn)變將經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程，從現(xiàn)在起，大約需要一百年的時(shí)間。到那時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電、核能發(fā)電以及其他新能源，將為全球約150億人口提供充足的能源，而煤炭、石油和天然氣則主要用作化工原料。我國(guó)能源利用效率較低，這是眾所周知的事實(shí)。例如，鋼鐵工業(yè)平均每萬(wàn)噸能耗的鋼產(chǎn)量，按統(tǒng)計(jì)資料顯示，日本的產(chǎn)量是我國(guó)的2.2倍，而德國(guó)也是我國(guó)的1.5倍1。這樣看來(lái)，我國(guó)當(dāng)初成為世界鋼產(chǎn)量第一名時(shí)，是建立在巨大的能源消耗的基礎(chǔ)上的。隨之而帶來(lái)的污染也是一個(gè)很大的問題。我國(guó)人均能源資源并不豐富，能源的供需缺口日益擴(kuò)大，所以我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須走資源節(jié)約型

13、道路。加之能源利用水平較低，具有很大的直接節(jié)能潛力。 應(yīng)該積極改進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，利用新型技術(shù)，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。1.1.3 能源對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響第一，能源“短缺”對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。在我國(guó)，生產(chǎn)力發(fā)展比較落后，能源生產(chǎn)粗放，單位gdp增長(zhǎng)的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國(guó)家。經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，要求有源源不斷的能源供給。結(jié)合我國(guó)能源國(guó)情，我國(guó)能源開采量及布局嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。一方面，能源開采量的增加速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足發(fā)展對(duì)能源的需求，因此，近幾年，曾幾次出現(xiàn)嚴(yán)重的能源供給不足現(xiàn)象，影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的正常生產(chǎn)生活 ；另一方面，從能源布局來(lái)看，發(fā)達(dá)地區(qū)能源嚴(yán)重匱乏，其經(jīng)濟(jì)

14、發(fā)展所需能源大部分來(lái)自西北、西南和華北地區(qū)，在能源的輸送過(guò)程中，增加了能源消耗和成本，也制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。第二，能源消耗造成的環(huán)境污染間接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)不同研究機(jī)構(gòu)的研究成果，不同時(shí)期中國(guó)大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失較嚴(yán)重。這些估算是不完全的，就目前的研究成果很難給出的。能源是人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，然而，自然資源并非取之不盡，用之不竭，不斷開發(fā)新能源，開發(fā)可再生能源，提高能源利用效率，將對(duì)緩解能源短缺起到重要作用 ；同時(shí)，能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)有著復(fù)雜的關(guān)系 ；源消耗與環(huán)境污染并存、能源短缺制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境污染造成重大經(jīng)濟(jì)損失，這種現(xiàn)象在我國(guó)尤為突出。因此，處理好能源利用、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展

15、的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，關(guān)系到人類的生存和發(fā)展。12 課題研究現(xiàn)狀目前，在空氣加熱器領(lǐng)域，能源的利用率并不高。往往消耗了大量的能源卻不能得到很好的加熱效果。此外，空氣加熱速度比較慢，熱空氣的溫度低，產(chǎn)氣量較小，等等都是目前空氣加熱器所面臨的主要問題。因此有些空氣加熱器就采用在換熱室添加堆積金屬球的方法，增大與空氣對(duì)流換熱的面積，以提到熱效率，獲得了不錯(cuò)的效果。然而該方法的填充體為堆積的金屬球，一方面比表面積較小，孔隙率低（金屬球堆積的孔隙率一般不足40），因而阻力增加較大，增大了空氣的動(dòng)力消耗；另一方面，由于金屬球本身具有導(dǎo)電性，如果不采取與電加熱原件的絕緣措施，就會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，如

16、果增加可靠的絕緣結(jié)構(gòu)，勢(shì)必會(huì)使加熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，也存在一定的安全隱患。因此，選擇合適的換熱介質(zhì)將提高空氣換熱器的換熱效率。由于多孔泡沫陶瓷具有的比表面積大、導(dǎo)熱性好的特性，是很好的換熱介質(zhì)2,3。它的使用將有效提高能源的利用率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。13 多孔介質(zhì)簡(jiǎn)介多孔材料里面的孔是由互聯(lián)的支柱或絲網(wǎng)的配制構(gòu)成的4。圖1.1為泡沫陶瓷顯微鏡下的照片。多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)是多孔介質(zhì)材料的主要特征，其孔隙結(jié)構(gòu)的宏觀參數(shù)包括：孔隙率（孔隙度），滲透率，比表面，ppc,孔隙直徑及其分布、剖面孔隙面積分布等，與多孔介質(zhì)中的流動(dòng)與傳熱緊密相關(guān)。圖1.2是一塊多孔介質(zhì)的蜂窩板。李春光5等人做了比較細(xì)致的研究。

17、 圖1.1 顯微鏡下的泡沫陶瓷 圖1.2 蜂窩板多孔介質(zhì)是由多相物質(zhì)所占據(jù)的空間，也是多相物質(zhì)共存的內(nèi)部就會(huì)有流動(dòng)或傳熱傳質(zhì)過(guò)程發(fā)生。在這類過(guò)程中，各相物質(zhì)內(nèi)部及其間的質(zhì)量、動(dòng)量和能量傳遞規(guī)律十分復(fù)雜。在揭示這些規(guī)律方面， 雖然人們采用了理論分析6、數(shù)值模擬7,8、實(shí)驗(yàn)研究9等各種研究手段，但對(duì)此仍知之不多。有人認(rèn)為: 多孔介質(zhì)中各種傳遞現(xiàn)象的研究已是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展長(zhǎng)河中令人矚目的熱點(diǎn)，并成為傳熱傳質(zhì)學(xué)科中重要的研究課題。多孔介質(zhì)的特征：孔隙之大小及其分布是多孔介質(zhì)的重要特征。而根據(jù)孔隙之大小，又可分為三類：當(dāng)空隙空間甚小，以至于固體分子與流體分子間的分子作用力不可忽略時(shí)，稱之為分子間隙；當(dāng)

18、空隙足夠大，以至于流體流動(dòng)只取決于空隙壁面時(shí)，稱之為洞穴；介乎于二者之間的空間稱作孔隙。自1978年美國(guó)發(fā)明了利用氧化鋁、高嶺土之類陶瓷料漿研制成功泡沫陶瓷用于鋁合金鑄造過(guò)濾。從此生產(chǎn)工藝日益先進(jìn)，技術(shù)裝備越來(lái)越向機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展，已研制出多種材質(zhì)、適合于不同用途的泡沫陶瓷過(guò)濾器，如al2o3、zro2、sic、sin等高溫泡沫陶瓷。目前世界上生產(chǎn)泡沫塑料前驅(qū)休，采用浸漬輥壓形成機(jī)成行，坯體為微波干燥，高溫輥道窯采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控連續(xù)燒成，檢測(cè)及封裝也均機(jī)械化，整個(gè)生產(chǎn)工藝達(dá)到了很高的技術(shù)。多孔介質(zhì)的固體骨架結(jié)構(gòu)有各種不同的具體形式， 如: 顆粒堆積床、燒結(jié)金屬粉末、打過(guò)篩孔的擋板、毛氈濾芯、纖

19、維膨化結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及由高分子材料或陶瓷材料做成的可滲透的鍍層等。這些結(jié)構(gòu)的孔隙通道都具有彎曲性、無(wú)定向性和隨機(jī)性特點(diǎn)， 這使得多孔結(jié)構(gòu)中的流動(dòng)過(guò)程非常復(fù)雜。除在流速很低的情況外， 其中流動(dòng)多不是層流。流體質(zhì)點(diǎn)在多孔介質(zhì)中不停地發(fā)生攙混和分離， 流速的大小和方向也在不停地改變， 這使得流體的流動(dòng)阻力大幅度增加， 從層流到紊流的流態(tài)轉(zhuǎn)變也大大提前。多孔結(jié)構(gòu)中的傳熱過(guò)程也因多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而十分復(fù)雜， 它是由固體骨架內(nèi)部和空隙中流體內(nèi)部的導(dǎo)熱、二者間的對(duì)流換熱和輻射換熱等組成的耦合傳熱過(guò)程。如果多孔結(jié)構(gòu)中流體發(fā)生相變， 那么傳熱過(guò)程將更為復(fù)雜。到現(xiàn)在，人們對(duì)多孔陶瓷做了大量的實(shí)驗(yàn)性研究，但是對(duì)于多孔

20、介質(zhì)內(nèi)部的流動(dòng)和傳熱規(guī)律還不能清楚了解。但是大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是顯示了一些普遍性規(guī)律，并應(yīng)用于實(shí)際。例如，由于多孔介質(zhì)的燃燒特性10，使得多孔介質(zhì)在燃燒器中得到應(yīng)用11。人們對(duì)于多孔介質(zhì)中的穩(wěn)定燃燒技術(shù)，早在20世紀(jì)初就已經(jīng)開始，最早報(bào)道始見于1913年celucke12 設(shè)計(jì)的表面燃燒裝置。此外，多孔介質(zhì)還被應(yīng)用于許多其他領(lǐng)域，包括核反應(yīng)堆冷卻與絕熱、煤炭的儲(chǔ)存開發(fā)與燃燒、高溫元件的發(fā)汗冷卻、鑄造砂型的傳熱傳濕、熱管多孔芯吸液與傳熱、化工填充床、太陽(yáng)能與廢熱儲(chǔ)能、航空航天器的熱防護(hù)、石油熱采、地?zé)釤醿?chǔ) 地下核廢料熱質(zhì)擴(kuò)散、環(huán)境工程中垃圾與污水處理、土地鹽堿化與污染、建筑與絕熱材料中的傳熱傳濕、物

21、品干燥與保鮮、土壤內(nèi)養(yǎng)分水分傳遞、生物體內(nèi)的傳遞現(xiàn)象及強(qiáng)化換熱等。雖然人們對(duì)多孔介質(zhì)內(nèi)部的流動(dòng)和傳熱規(guī)律還不能清楚了解， 但由于這些過(guò)程的普遍性， 使得下面諸多領(lǐng)域中都需要解決一些方面問題， 并能迅速應(yīng)用這方面的研究成果。這些領(lǐng)域有: 核反應(yīng)堆冷卻與絕熱、煤炭的儲(chǔ)存開發(fā)與燃燒、高溫元件的發(fā)汗冷卻、鑄造砂型的傳熱傳濕、熱管多孔芯吸液與傳熱、化工填充床、太陽(yáng)能與廢熱儲(chǔ)能、航空航天器的熱防護(hù)、石油熱采、地?zé)釤醿?chǔ) 地下核廢料熱質(zhì)擴(kuò)散、環(huán)境工程中垃圾與污水處理、土地鹽堿化與污染、建筑與絕熱材料中的傳熱傳濕、物品干燥與保鮮、土壤內(nèi)養(yǎng)分水分傳遞、生物體內(nèi)的傳遞現(xiàn)象及強(qiáng)化換熱等?，F(xiàn)在多孔介質(zhì)內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)已成

22、為一融多學(xué)科知識(shí)、對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)要求都很高的傳熱學(xué)研究領(lǐng)域。14 多孔介質(zhì)傳熱特征及研究現(xiàn)狀彌散效應(yīng)的存在是多孔介質(zhì)傳熱和流動(dòng)的主要特征。流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的一個(gè)很重要特點(diǎn)就是彌散效應(yīng)的存在。當(dāng)流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)，示蹤劑(可溶解于流體中的顯示流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的物質(zhì))會(huì)逐漸傳播并不斷占據(jù)越來(lái)越大的流動(dòng)區(qū)域，且超過(guò)了僅按平均流動(dòng)所預(yù)計(jì)的占據(jù)區(qū)域，這種傳播現(xiàn)象叫做多孔介質(zhì)中的流體動(dòng)力彌散。流體動(dòng)力彌散是一個(gè)非穩(wěn)定的不可逆過(guò)程，造成這種現(xiàn)象的原因有:作用于流體的外力、孔隙系統(tǒng)的復(fù)雜細(xì)觀形狀、由示蹤劑濃度梯度所引起的分子擴(kuò)散、流體密度和粘度等的變化對(duì)流動(dòng)的影響、液固相間的相互作用等。在流體的動(dòng)力彌散

23、現(xiàn)象中同時(shí)包含著兩種基本的輸運(yùn)現(xiàn)象:對(duì)流和分子擴(kuò)散。由于孔隙系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使流體細(xì)觀通道的尺寸和形狀隨處各異，從而造成流體流動(dòng)的速度分布在各個(gè)局部處都有所不同。流體在孔隙通道內(nèi)不停地改變著流速的大小和方向，流體質(zhì)點(diǎn)的攙混和分離也在時(shí)刻發(fā)生，表現(xiàn)為示蹤劑的傳播區(qū)域越來(lái)越大，這種輸運(yùn)現(xiàn)象就是機(jī)械彌散(或稱對(duì)流擴(kuò)散)現(xiàn)象。微觀尺度的不均勻性(孔隙、顆粒的出現(xiàn)等)和流體在不同區(qū)域的滲透性差異是造成機(jī)械彌散的重要原因。作為動(dòng)力彌散的另一類輸運(yùn)現(xiàn)象，分子擴(kuò)散主要是由液相中示蹤劑的濃度差異或液相中的勢(shì)差(表現(xiàn)為溫度梯度和壓力梯度等的存在)引起的。在低速流的情況下，分子擴(kuò)散在總彌散中所占的地位更加重要。由于熱

24、彌散對(duì)多孔介質(zhì)強(qiáng)化傳熱起著很大作用，因而人們?cè)谘芯慷嗫捉橘|(zhì)受迫對(duì)流換熱問題時(shí)，往往要綜合考慮靜態(tài)導(dǎo)熱和熱彌散作用。多孔介質(zhì)的研究方法有理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。理論研究方法可分為分子水平、微觀水平和宏觀水平三類， 其中宏觀水平的研究方法較為常用。這是由于分子水平的研究對(duì)象是流體的分子運(yùn)動(dòng)， 所涉及的數(shù)學(xué)方程多且難于求解 ； 微觀水平的研究方法將多孔介質(zhì)中的固體骨架及其孔隙中的流體視為流體連續(xù)介質(zhì)， 研究對(duì)象是流體質(zhì)點(diǎn)或微元體， 但要把其中固體骨架邊界微細(xì)結(jié)構(gòu)處的傳熱和流動(dòng)情況作為邊界條件， 而對(duì)此的定量描述既困難又不準(zhǔn)確的。宏觀水平的研究方法也持連續(xù)介質(zhì)的觀點(diǎn)，取包含研究點(diǎn)在內(nèi)的一個(gè)很小區(qū)

25、域(遠(yuǎn)小于整個(gè)流體區(qū)域， 但比單個(gè)孔隙空間大得多)為控制體(稱作表征體元rev )， 在rev 上對(duì)流體參數(shù)和固體參數(shù)實(shí)行體積平均， 獲得假想介質(zhì)在rev 上的平均參數(shù)，進(jìn)而分析其中的傳熱和流動(dòng)過(guò)程。隨著科技發(fā)展，越來(lái)越多的科技被應(yīng)用于多孔介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究上，人們利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成對(duì)多孔介質(zhì)的對(duì)流換熱的數(shù)值模擬 13、阻力分析14，根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析而得到多孔介質(zhì)各種特性的經(jīng)驗(yàn)公式15,16。x. fu, r. viskanta和 j.p. gore17也對(duì)多孔陶瓷材料的體積換熱系數(shù)做了比較細(xì)致的研究，并得到了一些結(jié)論：1. 努塞爾數(shù)的關(guān)系式是一個(gè)由材料，ppc和樣品厚度組成的函數(shù)。2. 容積傳

26、熱系數(shù)隨著樣品厚度與孔徑之比的減小而增大。3. 為努塞爾數(shù)和雷諾數(shù)選擇哪些量作為特征孔長(zhǎng)度將影響相關(guān)系數(shù)，而在此范圍內(nèi)的雷諾數(shù)是適用的。4. 在雷諾數(shù)較小的情況下（<50）實(shí)驗(yàn)的不確定性較大，并且數(shù)據(jù)的分散性大于雷諾數(shù)較大時(shí)的情況?？梢愿倪M(jìn)測(cè)量體積傳熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)步驟或采用新方法，以減少實(shí)驗(yàn)的不確定性并提高努塞爾數(shù)和雷諾數(shù)的相關(guān)性。在多孔介質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中。多孔介質(zhì)所表現(xiàn)出來(lái)的綜合傳熱的表觀效果通常用等效導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)描述18。而在內(nèi)部含有內(nèi)熱源時(shí)，多孔介質(zhì)還有具有局部換熱的特性19。當(dāng)多孔介質(zhì)在空氣加熱器中充當(dāng)換熱介質(zhì)時(shí)，同時(shí)具有輻射和對(duì)流換熱的特性。多孔介質(zhì)的理論研究方法可分為分子水平、

27、微觀水平和宏觀水平三類， 其中宏觀水平的研究方法較為常用。這是由于分子水平的研究對(duì)象是流體的分子運(yùn)動(dòng)， 所涉及的數(shù)學(xué)方程多且難于求解 ； 微觀水平的研究方法將多孔介質(zhì)中的固體骨架及其孔隙中的流體視為流體連續(xù)介質(zhì)， 研究對(duì)象是流體質(zhì)點(diǎn)或微元體， 但要把其中固體骨架邊界微細(xì)結(jié)構(gòu)處的傳熱和流動(dòng)情況作為邊界條件， 而對(duì)此的定量描述既困難又不準(zhǔn)確的。宏觀水平的研究方法也持連續(xù)介質(zhì)的觀點(diǎn)，取包含研究點(diǎn)在內(nèi)的一個(gè)很小區(qū)域(遠(yuǎn)小于整個(gè)流體區(qū)域， 但比單個(gè)孔隙空間大得多)為控制體(稱作表征體元rev )， 在rev 上對(duì)流體參數(shù)和固體參數(shù)實(shí)行體積平均， 獲得假想介質(zhì)在rev 上的平均參數(shù)，進(jìn)而分析其中的傳熱和流

28、動(dòng)過(guò)程陳永平和施明恒用分形理論研究了多孔介質(zhì)的有效導(dǎo)熱系數(shù)和滲透率 ； 徐世英等人對(duì)多孔介質(zhì)中熱對(duì)流二次分岔進(jìn)行了數(shù)值分析， 得到了長(zhǎng)寬比為 1 2 矩形區(qū)域內(nèi)多孔介質(zhì)中熱對(duì)流二次分岔點(diǎn)的ra 數(shù)及相應(yīng)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng) ；孔祥言和余敏用高階差分法研究了在不同ra 數(shù)下多孔介質(zhì)中自然對(duì)流隨時(shí)間進(jìn)展的演化情況， 發(fā)現(xiàn)了混沌窗口和振發(fā)性現(xiàn)象。我們做的試驗(yàn)雖然是干空氣的，但是前人已經(jīng)對(duì)高強(qiáng)加熱條件下含濕多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)也進(jìn)行了研究.我校楊歷等老師也做了關(guān)于多孔介質(zhì)干燥過(guò)程傳熱傳質(zhì)研究的研究， 結(jié)果表明，表面對(duì)流換熱系數(shù)、干燥介質(zhì)溫度和濕度的變化對(duì)熱、濕遷移過(guò)程均有較大影響，而表面對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)對(duì)濕遷移過(guò)程

29、影響不大，溫度和濕度梯度的耦合產(chǎn)生"局部增濕"現(xiàn)象。15 本課題研究任務(wù)1.5.1 需要研究的問題：1. 選取空氣加熱器的各項(xiàng)參數(shù)，并加以制造。2. 通過(guò)對(duì)空氣加熱器的測(cè)試，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推出空氣升溫速率與空氣流速、泡沫陶瓷孔徑、電加熱功率之間的關(guān)系。1.5.2 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法：查閱多孔泡沫陶瓷材料的相關(guān)文獻(xiàn)，把握課題背景，了解填充內(nèi)插物強(qiáng)化換熱技術(shù)的相關(guān)研究動(dòng)態(tài)；設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，用于進(jìn)行空氣加熱器的性能試驗(yàn)研究，試驗(yàn)臺(tái)要求測(cè)量空氣的進(jìn)出口溫度及流量；設(shè)計(jì)換熱段結(jié)構(gòu)并組織若干換熱試驗(yàn)，得到流速、溫度、壓差等一系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)。分析得到換熱效率與流速、加熱器功率、孔隙結(jié)構(gòu)等的關(guān)系

30、。2 試驗(yàn)臺(tái)的搭建21 加熱器的設(shè)計(jì)1.加熱器中加熱段的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：保溫層氣體出口多孔介質(zhì)電加熱絲氣體入口 圖2.1 加熱器加熱段設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖2.試驗(yàn)流程圖：冷卻裝置空氣壓縮機(jī)除水裝置除油裝置減壓器干燥裝置質(zhì)量流量控制器實(shí)驗(yàn)段大氣調(diào)壓器電流表、電壓表圖2.2 試驗(yàn)流程簡(jiǎn)圖3.加熱器具體設(shè)計(jì)圖：圖2.3 加熱器設(shè)計(jì)圖空氣經(jīng)過(guò)空壓機(jī)的壓縮產(chǎn)生了細(xì)小的水滴并攜帶有油滴，要除去這些水和油，需要先經(jīng)過(guò)一個(gè)冷卻裝置，而后經(jīng)過(guò)除水裝置和除油裝置。并通過(guò)減壓器控制空氣出口的壓力，保證壓力在0.25-0.3mp之間以達(dá)到質(zhì)量流量計(jì)的要求。再使空氣經(jīng)過(guò)干燥裝置進(jìn)一步除掉水。流過(guò)控制器后達(dá)到要求的流量。而后進(jìn)入試驗(yàn)段，空

31、氣進(jìn)入加熱器加熱，其功率的控制用調(diào)壓器來(lái)控制，并且測(cè)量從冷態(tài)開始直至達(dá)到穩(wěn)定這一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)出口溫度和壓力的變化情況。22 試驗(yàn)設(shè)備的選型及要求表2.1 試驗(yàn)儀器名稱數(shù)量型號(hào)備注空氣壓縮機(jī)110mp設(shè)備有些噴油冷卻裝置11mp電控制自動(dòng)調(diào)壓除水裝置11mp電控制自動(dòng)調(diào)壓除油裝置11mp電控制自動(dòng)調(diào)壓減壓器10-1mp防震干燥劑容器10.3mp玻璃鋼，法蘭連接質(zhì)量流量控制器1必須保證空氣干燥，壓降損失較大，控制精確空氣加熱器筒體1較重電加熱絲2220v功率w=2500j/s陶瓷支架1需耐高溫?zé)犭娕?k測(cè)溫范圍為01023u型管1范圍為05000pa電流表215a測(cè)量范圍015a電壓表2300v測(cè)量

32、范圍0300v調(diào)壓器20220v保溫材料材料為硅酸鋁交流接觸器2220v 10a玻璃棉泡沫陶瓷ppc=10密封硅膠1氣動(dòng)管08mp23 試驗(yàn)臺(tái)的搭建由于連接管采用的是氣動(dòng)管所以采用氣動(dòng)接頭如兩通三通等拔插較方便。其電路連接情況如圖：圖2.4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路控制圖 圖2.5 空氣壓縮機(jī)和除油除水裝置圖2.6 u型管和質(zhì)量流量計(jì)圖2.7 空氣加熱器（一）空氣加熱器的組裝：此次設(shè)計(jì)的空氣加熱器由四個(gè)部分組成，即氣流穩(wěn)定段、前測(cè)量段、加熱段、和出口段四部分，各個(gè)部分采用法蘭連接，法蘭之間墊有耐高溫的石棉墊圈。氣流穩(wěn)定段內(nèi)部放有整流體，由于氣流經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)后，用細(xì)管與加熱器連接。氣流很不規(guī)律，如果直接送入

33、加熱段，則有可能造成換熱不均勻。經(jīng)過(guò)穩(wěn)定段以后的氣流流動(dòng)比較規(guī)律。為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少熱量的流失，加熱器除了氣流穩(wěn)定段以外的三個(gè)部分都纏繞著保溫玻璃棉。（二）試驗(yàn)電路的安裝：由于試驗(yàn)使用的是高功率、大電流，所以在接線和調(diào)試的時(shí)候一定要小心。嚴(yán)禁帶電操作。為了保證試驗(yàn)的安全，實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置了4條地線，防止突然漏電事故的發(fā)生。試驗(yàn)要求的電流較大，所以采用的380v轉(zhuǎn)220v的接法，理論上這種接法存在不穩(wěn)定因素，所以在試驗(yàn)過(guò)程中更應(yīng)該注意自身安全。（三）測(cè)量?jī)x器的安裝：在加熱段的前端和后端各有一個(gè)氣壓管，用軟管一端與之連接，另一端連接在u型管的兩端。用來(lái)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)的加熱段前后的壓差大小，從而分

34、析阻力的大小。在加熱段的前后各有一個(gè)孔，用來(lái)放置熱電偶，用密封膠固定，測(cè)量加熱器進(jìn)口與出口的空氣溫度。3 試驗(yàn)部分31 試驗(yàn)所涉及到的數(shù)據(jù)vm空氣的體積流量 l/minv 空氣的流速 m/su1 加熱電阻1的電壓 vi1 加熱電阻1的電流 au2加熱電阻2的電壓 vi2 加熱電阻2的電流 at1 空氣入口處熱電偶溫度顯示儀示值 oct2 空氣出口處熱電偶溫度顯示儀示值 ocdm 空氣加熱器加熱段的內(nèi)徑 mmt空氣加熱器進(jìn)出口的溫差 ocq1加熱段發(fā)熱量 kj/scp 空氣的平均比熱, cp=0.9956+0.000093（t） j/kgoc加熱器效率32 試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)是從冷態(tài)啟動(dòng)，因此必須保證

35、管子兩端的溫度相等或者相差不大。先用調(diào)壓器調(diào)好功率，用質(zhì)量流量控制器給定流量。在開始階段由于溫升很快，記錄時(shí)間的間隔在開始階段較小，前20分鐘每隔2分中記錄一次溫度，20分鐘之后每隔5分鐘記錄一次時(shí)間。為保證管子每次都是從冷態(tài)啟動(dòng)，必須在一組試驗(yàn)完成后，用冷空氣吹很長(zhǎng)時(shí)間使之冷卻。所以一次試驗(yàn)的時(shí)間較長(zhǎng)，大概3到4個(gè)小時(shí)。試驗(yàn)采用了二個(gè)流速分別為0.15m/s，0.25m/s；三個(gè)功率分別為1000w，1500w，2000w；兩種對(duì)比試驗(yàn)分別為光管和泡沫陶瓷（ppc=10）。采用不同的組合來(lái)測(cè)定添加了泡沫陶瓷片之后對(duì)加熱器熱效率的影響。從試驗(yàn)的結(jié)果我們可以明顯的看出添加了泡沫陶瓷片之后在相同的

36、工況下出口溫度變高，這也就意味著陶瓷片的加入強(qiáng)化的換熱。但是在強(qiáng)化換熱的同時(shí)流動(dòng)的阻力也增加了。由于流速與阻力的平方是成正比的關(guān)系，所以隨著流速的增加壓降增加很快。在試驗(yàn)中采用的原材料是泡沫陶瓷板，經(jīng)過(guò)一系列的加工使之成型，能很好的布置在加熱器中。33 試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表以下是對(duì)各種工況的匯總情況：1. 光管工況，即空氣加熱器中沒有添加泡沫陶瓷時(shí)的工作狀態(tài)，此時(shí)記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)用來(lái)和添加泡沫陶瓷后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比，研究加熱器性能的提升。圖3.1 光管加熱空氣溫度變化，p=1000w，v0.15nm/s圖3.2 光管加熱空氣溫度變化，p=1000w，v0.25nm/s圖3.3 光管加熱空氣溫度變化，p=

37、1500w，v0.15nm/s圖3.4 光管加熱空氣溫度變化，p=1500w，v0.25nm/s圖3.5 光管加熱空氣溫度變化，p=2000w，v0.15nm/s圖3.6 光管加熱空氣溫度變化，p=2000w，v0.25nm/s2.添加泡沫陶瓷后的工況：圖3.7泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=1000w，v0.15nm/s圖3.8泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=1000w，v0.25nm/s圖3.9泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=1500w，v0.15nm/s圖3.10泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=1500w，v0.25nm/s圖3.1

38、1泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=2000w，v0.15nm/s圖3.12泡沫陶瓷(ppc=10)加熱空氣溫度變化，p=2000w，v0.25nm/s由以上的圖可以看出空氣入口溫度總是有一定程度的升高，但是變化并不是很大，通常只有幾度的變化；出口溫度升高梯度開始很大，后逐漸變小，最后趨近于0，達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。開始時(shí)溫升較慢，這是因?yàn)榭諝庾匀肟谶M(jìn)入加熱管之后，雖然也被加熱，但是由于是冷態(tài)啟動(dòng)，空氣又將所攜帶的熱量給了管壁以及周圍的環(huán)境，因此溫升較慢 ；在試驗(yàn)的后段，管子也被加熱到一定的溫度，空氣對(duì)管子及周圍環(huán)境之間的熱量傳遞基本上達(dá)到平衡狀態(tài)，因此溫度變化較慢。最后，達(dá)到能量的平衡

39、，溫度達(dá)到定值不再變 。對(duì)于流速較大的試驗(yàn)工況，試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間更短。其原因是流速大，加熱管內(nèi)流體平均溫度低，使得換熱溫差較大，同時(shí)，流速大使加熱管內(nèi)湍流程度加大，有利于熱量的傳遞，因此更容易達(dá)到平衡狀態(tài)。4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析41 泡沫陶瓷對(duì)空氣加熱器性能的影響由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，只做了兩個(gè)流量的試驗(yàn)，也就是說(shuō)做了兩個(gè)流速。以下是對(duì)光管和添加多孔介質(zhì)后兩種工況下的比較：圖4.1 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=1000w，v0.15nm/s圖4.2 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=1000w，v0.25nm/s圖4.3 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=1500w，v0.1

40、5nm/s圖4.4 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=1500w，v0.25nm/s圖4.5 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=2000w，v0.15nm/s圖4.6 光管與泡沫陶瓷加熱空氣溫度變化對(duì)比，p=2000w，v0.25nm/s由以上幾幅圖可以清晰的看出添加了多孔介質(zhì)之后對(duì)空氣側(cè)換熱的影響：l 添加了多孔介質(zhì)之后，換熱管的換熱效率有了較為明顯的提高。因此達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后出口溫度提高很多。l 添加多孔介質(zhì)后，空氣溫升均勻。在起始階段總是光管的溫升較快，但很快升溫的速度就緩慢了下來(lái)。多孔介質(zhì)在很大程度上縮短加熱時(shí)間，提前了穩(wěn)定時(shí)間。這樣有利于減小由于溫差而帶來(lái)的熱應(yīng)力。避免加熱

41、器因?yàn)閼?yīng)力而出現(xiàn)裂縫。42 空氣加熱器的效率計(jì)算1. 計(jì)算一種工況下的效率：加熱器筒體內(nèi)徑 dm=112mm;加熱器筒體截面積 =0.00984704 m2 當(dāng)v=0.15 m/s 時(shí)，每秒換熱體積v1 =a*v=0.15*0.00984704 =0.001477056 m3 空氣的比容 空氣的密度 =1.2kg/m3 空氣升溫所吸收的熱量 則空氣加熱器的效率： 計(jì)算當(dāng)w=1000 j/s，v=0.15 m/s時(shí)，多孔介質(zhì)空氣加熱器的換熱效率 =0.3753242. 根據(jù)上述計(jì)算步驟，計(jì)算其他工況下的換熱效率如下表：光管功率w(j/s)流速v（m/s）1000150020000.150.293

42、3730.2746150.2507050.250.4167500.3856310.317203多孔介質(zhì)功率w(j/s)流速v（m/s）1000150020000.150.3753240.3311680.3102570.250.5335450.4681300.420113a) 在光管，或添加多孔介質(zhì)后的工況中，隨著功率的增加其效率是遞減的。這是因?yàn)楣β试酱?，出口段的溫度升高，由于輻射能與溫度成四次方的關(guān)系，所以溫度升高，增加了能量的損失，造成效率的下降。b) 流量的變化對(duì)效率的影響很大，各組數(shù)據(jù)均反應(yīng)了這一點(diǎn)。隨著流量的增加，效率增加很快。這也指導(dǎo)我們要想提高加熱的效率應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾恿髁?。一味?/p>

43、靠增加流速來(lái)提高效率并不是可取的辦法，隨著流量增加壓力損失也增大，所以要權(quán)衡二者的關(guān)系。c) 添加多孔介質(zhì)后的加熱器的出口氣流溫度有所提升?？梢钥闯龆嗫捉橘|(zhì)的加入對(duì)于我們提高空氣側(cè)的換熱是有利的。這是因?yàn)闊釓浡⒑挽o態(tài)導(dǎo)熱二者的共同存在。熱彌散對(duì)多孔介質(zhì)強(qiáng)化傳熱起著很大作用。43 穩(wěn)定時(shí)間分析穩(wěn)定時(shí)間的概念:在連續(xù)三個(gè)五分鐘時(shí)間內(nèi),如果溫度不再出現(xiàn)變化,我們稱之為穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時(shí)間稱之為穩(wěn)定時(shí)間。圖4.7 空氣加熱器穩(wěn)定時(shí)間對(duì)比 v=0.15圖4.7 空氣加熱器穩(wěn)定時(shí)間對(duì)比 v=0.25Ø 從總體來(lái)看，光管穩(wěn)定時(shí)間與添加了多孔介質(zhì)之后加熱段的穩(wěn)定時(shí)間相差較大，最大的可

44、達(dá)40分鐘左右。因?yàn)樵诩訜崞髦屑訜狍w占據(jù)了較大的空間，如果能減小加熱體體積，用更多的空間填充多孔介質(zhì)，則可能效果更好，Ø 隨著流速的增加,穩(wěn)定時(shí)間有所縮短.這對(duì)指導(dǎo)實(shí)踐是非常有利的。光管減小20-30min；多孔介質(zhì)減小5-10min。可能由于阻力變大的原因使得添加了多孔介質(zhì)后的穩(wěn)定時(shí)間變化不是很明顯。44 平均溫升速率分析由于空氣所在加熱管中是被連續(xù)加熱的，由氣體狀態(tài)方程和連續(xù)方程可知，氣體體積不斷膨脹，所以氣體在管段的流速是不斷加快的。在此試驗(yàn)中為了簡(jiǎn)化分析，只是按入口段的流速來(lái)分析。因此實(shí)際的平均溫升速率還要更大。圖4.8 空氣加熱器溫升速率對(duì)比 v=0.15圖4.9 空氣加熱

45、器溫升速率對(duì)比 v=0.25由以上兩幅圖比較可知：u 隨著功率的增加溫升速率加大。對(duì)于相同的試驗(yàn)段，溫升速率基本上與功率是成直線的關(guān)系。u 流速的增大會(huì)增大溫升速率。這是由于伴隨流量的增大，冷空氣與高溫電熱絲對(duì)流換熱所帶走的熱量增多。但是增大流速后，加熱器達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的出口溫度就會(huì)降低，所以應(yīng)該權(quán)衡他們之間的關(guān)系。45 壓差分析由于試驗(yàn)時(shí)間緊迫，本文只對(duì)泡沫陶瓷的阻力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，其試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：試驗(yàn)結(jié)果表明：a. 隨著流速的增大，泡沫陶瓷的流動(dòng)阻力明顯增大。這是因?yàn)榕菽沾傻拇嬖谑箘?dòng)壓變成了靜壓。b. 對(duì)同一流速，隨著溫度的升高，壓降升高，說(shuō)明流動(dòng)阻力增大?？赡苁窃诩訜徇^(guò)程中，空氣

46、膨脹，使管中的氣流流速增大，造成流動(dòng)阻力的增大。c. 由于質(zhì)量流量計(jì)所顯示的流量是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體流速，并不能表示氣體在通過(guò)加熱器時(shí)的真正流速。當(dāng)氣體通過(guò)加熱段后被加熱，氣體膨脹使得出口的氣體流速變大，可能造成壓差變大。所以圖中所寫的流速不是空氣真實(shí)的流速。46 試驗(yàn)不足以及進(jìn)一步的設(shè)想于本人能力，試驗(yàn)條件和時(shí)間的限制等多方面的原因論文在很多方面存在不足，有待于更加深入的研究。l 因?yàn)榧訜崞髦械碾娂訜峤z在工作時(shí)溫度很高，所釋放的輻射能可能造成熱電偶讀數(shù)的誤差。試驗(yàn)過(guò)程中就應(yīng)為電熱絲距離熱電偶太近，影響出口溫度的準(zhǔn)確測(cè)量。造成了試驗(yàn)的推延。在做光管試驗(yàn)時(shí)合理放置電熱絲十分必要，保證其位置不會(huì)影響

47、溫度測(cè)量。在本試驗(yàn)中入口溫度總是在升高，我們才處理數(shù)據(jù)時(shí)采用室內(nèi)空氣的溫度作為入口溫度的值。l 壓力的測(cè)量是采用的u型管。由于試驗(yàn)體本身的壓差不是很大，使得測(cè)量的數(shù)據(jù)不是很精確，加之空氣又是可壓縮的，因此造成壓力測(cè)量的誤差可能較大。l 電加熱絲占據(jù)加熱器內(nèi)部大部空間，造成可填充多也孔介質(zhì)的空間較小，造成換熱的效果也不是太理想。如果能減小電加熱絲的體積，多加入多孔介質(zhì)，則換熱的效果可能會(huì)好些。結(jié) 論現(xiàn)將本文試驗(yàn)所得結(jié)論總結(jié)如下：n 在光管，和加入泡沫陶瓷的工況中，隨著功率的增加其效率是遞減的。n 氣體流量的變化對(duì)加熱器效率的影響很大，隨著流量的增加，效率增加很快。隨著流量增加壓力損失也增大，所以

48、要權(quán)衡二者的關(guān)系。n 泡沫陶瓷的加入提高了換熱效率。理論上隨著孔隙率的增加，換熱面積增加，加熱器的效率也是在不斷增加的。n 光管穩(wěn)定時(shí)間與添加了多孔介質(zhì)之后加熱段的穩(wěn)定時(shí)間相差較大，最大的可達(dá)40分鐘。在加熱器中加入多孔介質(zhì)可以明顯縮短達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。n 溫升速率基本上與功率是成直線的關(guān)系。n 對(duì)同一流速，隨著溫度的升高，壓降升高，說(shuō)明流動(dòng)阻力增大?？赡苁窃诩訜徇^(guò)程中，空氣膨脹，使管中的氣流增大，造成流動(dòng)阻力的增大。在流速較小0.15m/s時(shí)通常只有20pa左右的變化；而在流速較大0.25m/s時(shí)，壓力的變化為60pa左右。雖然流速只相差0.1m/s，可是壓差缺相差很多。致 謝本文的研究工作是